光學(xué)檢測技術(shù)比較與傳統的X射線(xiàn)計算層析、核磁共振和超聲成像，具有高分辨率、低成本等明顯優(yōu)勢，但是由于生物組織對光的吸收和多重散射，大大削弱了光到達組織內部的效率，限制了光在生物組織和血液中的穿透深度，從而局限了光學(xué)檢測技術(shù)在生命科學(xué)領(lǐng)域的應用范圍。

　　近年來(lái)，通過(guò)化學(xué)試劑處理生物組織已達到降低組織對光的多重散射，實(shí)現光穿透組織內部的目標，這個(gè)過(guò)程涉及的技術(shù)稱(chēng)為光透明技術(shù)。當光透明技術(shù)與先進(jìn)的顯微成像技術(shù)結合時(shí)，具有揭示人體器官、細胞精密結構的潛能。但是過(guò)去的處理方式容易損壞組織、細胞結構，存在弊端。

　　日本RIKEN大腦科學(xué)研究所研究人員近期研發(fā)出一種光透明技術(shù)的新方法，能夠確保處理過(guò)程不損壞組織結構，有重大突破。借助該技術(shù)，研究人員已獲得高分辨率3D版大腦解剖結構，以此模型為研究對象，對阿爾茲海默癥有了新見(jiàn)解。相關(guān)研究成果于9月14日在線(xiàn)發(fā)表在《NatureNeuroscience》期刊。

　　ScaleS：溶液配方，助力組織“透明化”

　　RIKEN大腦科學(xué)研究所首席科學(xué)家AtsushiMiyawaki所在的研究團隊早在2011年研發(fā)出一種混有尿素的溶液，用于浸泡生物組織，卻因為會(huì )破壞組織結構而敗北。隨后，研究團隊歷時(shí)近5年時(shí)間改善原配方，最終研發(fā)出ScaleS，能夠不破壞結構地浸泡組織。

　　ScaleS，通過(guò)尿素與山梨糖醇調和正確比例，可以存儲組織，且維持盡可能小的組織損傷。ScaleS可以輔助熒光免疫組織和化學(xué)標記技術(shù)，應用于年老生物組織的處理和分析。

　　大腦樣本可以存儲在ScaleS溶液中長(cháng)達一年之久，且內部結構仍保持有原來(lái)的形狀，大腦組織可用于微米切片，用于更詳細的分析。ScaleS成功之處還在于，它能夠讓生物組織與熒光信號結合，用于電子顯微鏡分析。

　　研究團隊還研發(fā)出不同版本的Scale技術(shù)，可以同時(shí)使用。ScaleS通過(guò)與AbScale（類(lèi)似于免疫標記）、ChemScale（類(lèi)似于熒光化合物）結合，共同處理生物樣本后，可以獲得多色高分辨率的3D顯微圖像，類(lèi)似于“調色盤(pán)”。

　　ScaleS應用實(shí)例：阿爾茲海默癥致病機理新發(fā)現

　　研究人員運用該技術(shù)處理患阿爾茲海默癥的老年老鼠大腦，以此為模型研究β-淀粉樣蛋白的致病機理。結果發(fā)現，β-淀粉樣蛋白沉淀斑塊不是孤立的，而是廣泛地與小神經(jīng)膠質(zhì)細胞相連。這個(gè)新發(fā)現與之前的研究相悖。

　　為了弄清楚原因，研究人員分析激活的小膠質(zhì)細胞和β-淀粉樣蛋白版塊的三維位置，發(fā)現淀粉樣蛋白斑塊形成初期就與小神經(jīng)膠質(zhì)細胞相連，而不是在疾病晚期斑塊形成之后。這一新發(fā)現，對于阿爾茲海默癥的治療提供了新的指示，證明發(fā)病初期的藥物醫療和護理很重要。

　　Miyawaki博士指出，3D顯微鏡結合ScaleS的優(yōu)勢遠超2D體視學(xué)或者免疫組織化學(xué)技術(shù)。這項新技術(shù)將不僅僅用于阿爾茲海默癥可視化斑塊的研究，也能夠用于檢測正常的神經(jīng)回路，明確其他腦部疾病相關(guān)的腦結構變異。